文／史芮嘉、魏賀、楊志剛 北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 北京 100045

引言：

城市軌道交通與用地規(guī)劃建設(shè)聯(lián)系緊密，軌道交通線(xiàn)路走向與城市空間結(jié)構(gòu)、軌道站點(diǎn)設(shè)置與沿線(xiàn)用地布局、軌道站點(diǎn)數(shù)量與用地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度均密切相關(guān)。隨著軌道交通的迅速發(fā)展，軌道交通在運(yùn)營(yíng)中暴露出較多運(yùn)營(yíng)問(wèn)題。以北京為例，2018年，北京全網(wǎng)370 座車(chē)站中96 座車(chē)站常態(tài)化限流，占比超過(guò)了1/4，早晚高峰均限流的車(chē)站達(dá)到21 座。除了部分車(chē)站面臨限流、區(qū)間斷面滿(mǎn)載率高、服務(wù)水平低等問(wèn)題，還有部分車(chē)站存在進(jìn)出站量小、區(qū)段斷面客流較小、能力利用浪費(fèi)等問(wèn)題[1]。軌道車(chē)站客流的過(guò)大或過(guò)小均與站點(diǎn)周邊用地密切相關(guān)，因此有必要系統(tǒng)性研究用地與站點(diǎn)乘降客流及站間分布客流的作用機(jī)理,支撐城市用地與公共交通的協(xié)同規(guī)劃,降低因局部客流負(fù)荷過(guò)高而導(dǎo)致全局擁堵的可能性。

國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者開(kāi)展了軌道客流與站點(diǎn)周邊用地的關(guān)系的相關(guān)研究，尋找軌道站點(diǎn)客流與用地的定性和定量聯(lián)系。蔣寅等[2]從通勤圈、CBD、通勤出行聯(lián)系強(qiáng)度三個(gè)維度分析天津市城市空間結(jié)構(gòu)，探究軌道交通網(wǎng)絡(luò)與城市空間結(jié)構(gòu)的耦合關(guān)系，提出建議定期開(kāi)展職住分布及城市空間結(jié)構(gòu)與軌道交通網(wǎng)絡(luò)耦合關(guān)系的評(píng)估工作。呂帝江[3]通過(guò)對(duì)廣州市中心城區(qū)75 個(gè)地鐵站點(diǎn)進(jìn)行客流影響因素分析，認(rèn)為居住人口密度、容積率、進(jìn)出站口數(shù)量、是否為換乘站4 種因素對(duì)站點(diǎn)客流具有顯著正向影響，工作日和休息日全日客流存在較大差異。李國(guó)強(qiáng)[4]等基于AFC 數(shù)據(jù)和POI 數(shù)據(jù)分析南京四類(lèi)軌道交通站點(diǎn)客流特征，認(rèn)為住戶(hù)數(shù)量、商業(yè)設(shè)施數(shù)量、文化設(shè)施數(shù)量、公交線(xiàn)路數(shù)量對(duì)工作日軌道進(jìn)站客流有顯著影響。譚章智[5]等從時(shí)間和空間兩個(gè)維度定量研究地鐵對(duì)土地利用轉(zhuǎn)變的影響過(guò)程與空間差異規(guī)律。馬小毅[6]從戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)兩個(gè)層面闡述了廣州市軌道交通客流書(shū)冊(cè)方案，并提出了相應(yīng)建議。

通常研究軌道車(chē)站對(duì)客流的吸引范圍采用以軌道中心點(diǎn)為圓心的500m、800m、1000m 的用地范圍，而忽略了路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、小區(qū)出入口位置對(duì)居民的影響。近幾年部分學(xué)者對(duì)軌道交通站點(diǎn)吸引范圍進(jìn)行細(xì)分，以求更好體現(xiàn)軌道交通不同吸引范圍對(duì)客流預(yù)測(cè)的影響。張哲寧[7]等運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、多源數(shù)據(jù)融合、空間統(tǒng)計(jì)等方法與技術(shù)，對(duì)軌道交通站點(diǎn)影響范圍進(jìn)行研究，提出軌道交通直接影響范圍和間接影響范圍的概念，并以北京17 條軌道交通線(xiàn)路為例，分析了軌道交通吸引范圍差異對(duì)客流預(yù)測(cè)結(jié)果的影響。王淑偉[8]研究了提出了軌道站點(diǎn)吸引范圍劃定為步行區(qū)、接駁區(qū)和潛在區(qū)，并研究了混合用地對(duì)軌道站點(diǎn)乘降客流影響機(jī)理的分析。

為進(jìn)一步研究探索軌道交通不同吸引范圍用地與客流的相關(guān)性，研究基于2019年4月北京軌道交通AFC 數(shù)據(jù)、電子地圖興趣點(diǎn)POI 數(shù)據(jù)、百度慧眼手機(jī)信令數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀路網(wǎng)，將軌道站點(diǎn)吸引范圍按照基于實(shí)際路網(wǎng)的乘客步行范圍劃定，精細(xì)化以軌道交通出入口為出發(fā)點(diǎn)的各圈層人口崗位數(shù)據(jù)，構(gòu)建考慮站點(diǎn)周邊人口崗位、線(xiàn)網(wǎng)關(guān)系、公交線(xiàn)路、站點(diǎn)區(qū)位等因素的因子模型，對(duì)各因素與軌道站點(diǎn)進(jìn)出站客流的相關(guān)性進(jìn)行定量分析。

1、北京軌道站點(diǎn)客流分布

截至2019年6月底，北京市城市軌道交通車(chē)站數(shù)量為391 座（含換乘站59 座），其中三線(xiàn)換乘站3 個(gè)，兩線(xiàn)換乘站56 個(gè)，普通站270 個(gè)。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，早高峰（7-9 點(diǎn)）全網(wǎng)高進(jìn)站量客流主要分布在回天地區(qū)、定福莊地區(qū)、東南三環(huán)-四環(huán)地區(qū)、大興新城及石景山地區(qū)。進(jìn)站量最高的車(chē)站為霍營(yíng)站，約2.6 萬(wàn)人次。早高峰時(shí)段進(jìn)站2 萬(wàn)人次以上車(chē)站有5 個(gè)：霍營(yíng)、天通苑北、天通苑、宋家莊和立水橋。進(jìn)站量少于500 人次的車(chē)站主要位于新開(kāi)通線(xiàn)路以及中低運(yùn)量軌道線(xiàn)路，如M8 號(hào)線(xiàn)南段、門(mén)頭溝線(xiàn)、西郊線(xiàn)等；其他進(jìn)站量少的車(chē)站主要為存在較多尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)劃用地的車(chē)站，如朱辛莊站、亦莊火車(chē)站等。

圖1 早高峰進(jìn)站量

早高峰小時(shí)全網(wǎng)高出站量客流主要分布在上地地區(qū)、西二環(huán)沿線(xiàn)、東二環(huán)沿線(xiàn)、CBD、三元橋地區(qū)、中關(guān)村西區(qū)。出站量最高的車(chē)站為西二旗站，約2 萬(wàn)人次。出站量1.5 萬(wàn)以上的車(chē)站有兩個(gè)：西二旗站和朝陽(yáng)門(mén)站。出站量少于500人次的車(chē)站主要集中于新城和二道綠隔地區(qū)，新開(kāi)通線(xiàn)路的出站量普遍較少；各新城多數(shù)車(chē)站早高峰出站量普遍少于1000 人。

圖2 早高峰出站量

2、軌道交通站點(diǎn)客流影響因素分析

軌道交通站點(diǎn)客流與車(chē)站可吸引范圍內(nèi)土地利用情況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況、交通條件等密切相關(guān)。其中，土地利用情況包括人口密度、就業(yè)崗位密度、容積率、商業(yè)/教育/公共服務(wù)/旅游景點(diǎn)用地、用地混合度等；社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括人口數(shù)量、就業(yè)崗位數(shù)量、人員構(gòu)成類(lèi)型、收入、擁車(chē)水平等；交通條件包括軌道交通線(xiàn)路長(zhǎng)度/線(xiàn)網(wǎng)密度/站點(diǎn)數(shù)量/覆蓋率、道路長(zhǎng)度/道路等級(jí)/道路密度/交叉口數(shù)量、發(fā)車(chē)間隔/服務(wù)頻率/票價(jià)、停車(chē)費(fèi)/停車(chē)空間、服務(wù)水平、到達(dá)公共站點(diǎn)的步行時(shí)間、換乘次數(shù)/時(shí)間、公交車(chē)站數(shù)量/線(xiàn)路數(shù)量、公交交通可達(dá)性等。

表1 站點(diǎn)客流主要因素

根據(jù)既有研究，站點(diǎn)周邊就業(yè)和居住人口對(duì)于軌道出行有顯著影響，而且在各個(gè)城市的影響程度不一?？紤]軌道交通客流的空間不均衡特性，本文以早高峰小時(shí)進(jìn)出站量為例研究站點(diǎn)客流與各圈層人口崗位的相關(guān)關(guān)系。主要考慮車(chē)站的吸引圈層、各圈層的常住人口、各圈層就業(yè)崗位、換乘站與否、公交站點(diǎn)數(shù)量、站點(diǎn)區(qū)位等因素，挖掘各因素與軌道交通早高峰小時(shí)進(jìn)出站客流的相關(guān)關(guān)系。

3、軌道站點(diǎn)分圈層服務(wù)范圍劃定

為使劃定的軌道交通站點(diǎn)的服務(wù)范圍更為可靠，研究結(jié)合現(xiàn)狀路網(wǎng)、考慮車(chē)站出入口可達(dá)性劃定站點(diǎn)覆蓋范圍，包括站點(diǎn)周邊500m、1000m、1500m 和3000m 四個(gè)圈層。首先根據(jù)百度地圖，識(shí)別出各站點(diǎn)出入口的POI；其次，結(jié)合現(xiàn)狀道路網(wǎng)系統(tǒng)，分別計(jì)算各出入口500m、1000、1500、3000m 步行距離覆蓋范圍；再次，利用泰森多邊形進(jìn)行切割，去除各車(chē)站的重復(fù)覆蓋范圍，從而確定各車(chē)站在各圈層的真實(shí)吸引范圍。

其中，將氣象學(xué)中的泰森多邊形引入軌道站點(diǎn)潛在吸引范圍劃分，是基于軌道交通成網(wǎng)后，臨近站點(diǎn)可達(dá)性基本相同，居民出行傾向于選擇距離最近的軌道交通站點(diǎn)的假設(shè)。

以南禮士路站為例可以看出，以站中心為圓心的站點(diǎn)覆蓋范圍，為各圈層組成的環(huán)狀規(guī)則區(qū)域；當(dāng)考慮車(chē)站出入口去往各地塊的路網(wǎng)可達(dá)性，車(chē)站的覆蓋范圍為不規(guī)則形狀。北部地區(qū)各車(chē)站出入口考慮可達(dá)性的覆蓋范圍同樣說(shuō)明該問(wèn)題。

圖3 車(chē)站吸引范圍計(jì)算步驟

圖4 泰森多邊形

圖5 剔除重復(fù)吸引范圍

圖6 南禮士路站各圈層覆蓋范圍

圖7 北部地區(qū)軌道交通站點(diǎn)500m 吸引范圍

經(jīng)計(jì)算、劃分，得到北京市軌道交通各站點(diǎn)吸引范圍。從結(jié)果來(lái)看，部分站點(diǎn)周邊步行可達(dá)性覆蓋范圍較小，與圈層覆蓋有較大差距，其主要原因在于現(xiàn)狀路網(wǎng)存在較多斷頭路，部分規(guī)劃道路尚未實(shí)現(xiàn)。建議在軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)中，一方面可針對(duì)性改善現(xiàn)狀路網(wǎng)，更大發(fā)揮軌道交通出行效益；另一方面可通過(guò)優(yōu)化軌道站點(diǎn)接駁，擴(kuò)大軌道交通可達(dá)性。

圖8 北京城市軌道交通站點(diǎn)吸引范圍

4、軌道交通站點(diǎn)客流與人口崗位相關(guān)性分析

4.1 站點(diǎn)進(jìn)出站量與主要因素相關(guān)性分析

基于2019年北京城市軌道交通的IC 卡數(shù)據(jù) 和百度慧眼的人口崗位數(shù)據(jù)，以早高峰最大小時(shí)進(jìn)站量和早高峰最大小時(shí)出站量（早高峰時(shí)段7:00-10:00 中進(jìn)、出站量最大的單個(gè)小時(shí)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)早高峰小時(shí)進(jìn)、出站量）為因變量，以各圈層人口數(shù)量、各圈層崗位數(shù)量、車(chē)站所在區(qū)位、站點(diǎn)500m 范圍內(nèi)公交車(chē)站數(shù)量、軌道交通線(xiàn)路數(shù)量為自變量，采用SPSS 軟件進(jìn)行因子分析。

經(jīng)檢驗(yàn)，KMO 度量分別為0.653 和0.66，早高峰小時(shí)進(jìn)站量、早高峰小時(shí)出站量與各因素相關(guān)性較強(qiáng)。

表2 早高峰小時(shí)進(jìn)站量影響因子檢驗(yàn)

表3 早高峰小時(shí)出站量影響因子檢驗(yàn)

根據(jù)因子的相關(guān)性分析，可以得出：

①車(chē)站早高峰小時(shí)進(jìn)站量與各圈層人口相關(guān)性較強(qiáng)，與各圈層人口的相關(guān)性較為接近；車(chē)站早高峰小時(shí)出站量與各圈層崗位相關(guān)性顯著，相關(guān)性隨著圈層擴(kuò)大逐步遞減；

②車(chē)站早高峰小時(shí)出站量與車(chē)站區(qū)位相關(guān)性較強(qiáng)，而進(jìn)站量與車(chē)站區(qū)位的相關(guān)性較弱；

表4 早高峰小時(shí)進(jìn)出站量與崗位人口的相關(guān)性

③車(chē)站高峰小時(shí)進(jìn)出站量與公交站點(diǎn)數(shù)量、線(xiàn)路數(shù)量正相關(guān)，相關(guān)性相對(duì)各圈層人口、崗位較弱。

表5 早高峰小時(shí)進(jìn)出站量與其影響因素的相關(guān)性

4.2 多元回歸擬合

根據(jù)站點(diǎn)所在區(qū)位將車(chē)站劃分為中心大團(tuán)車(chē)站、邊緣集團(tuán)和一道綠隔車(chē)站、新城車(chē)站、末端站四類(lèi)，采用多元回歸分別擬合各類(lèi)車(chē)站早高峰小時(shí)進(jìn)站量與各圈層常住人口、各類(lèi)車(chē)站早高峰小時(shí)出站量與各圈層工作崗位的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)擬合結(jié)果判斷，擬合效果較好。

將車(chē)站早高峰小時(shí)進(jìn)出站量分別與各圈層的常住人口和崗位人口數(shù)量進(jìn)行多元回歸擬合，結(jié)果如下表所示，可以得到軌道交通早高峰小時(shí)進(jìn)出站客流計(jì)算公式。可根據(jù)各車(chē)站各圈層人口崗位數(shù)量計(jì)算車(chē)站早高峰小時(shí)進(jìn)出站量，為軌道交通線(xiàn)路客流預(yù)測(cè)提供支撐。

各站點(diǎn)早高峰小時(shí)進(jìn)站量計(jì)算公式為：

式中：X1為站點(diǎn)500m 內(nèi)常住人口；X2為站點(diǎn)500-1000m 內(nèi)常住人口；X3為站點(diǎn)1000-1500m 內(nèi)常住人口；X4為站點(diǎn)1500-3000m 內(nèi)常住人口；A1為站點(diǎn)500m 內(nèi)常住人口系數(shù)；A2為站點(diǎn)500-1000m 內(nèi)常住人口系數(shù)；A3為站點(diǎn)1000-1500m 內(nèi)常住人口系數(shù)；A4為站點(diǎn)1500-3000m 內(nèi)常住人口系數(shù)；c 為常量。

表6 車(chē)站早高峰小時(shí)進(jìn)出站量與人口崗位相關(guān)性分析

表7 車(chē)站進(jìn)站量多元回歸分析系數(shù)

表8 車(chē)站出站量多元回歸分析系數(shù)

各站點(diǎn)早高峰小時(shí)出站量計(jì)算公式為：

式中：Y1為站點(diǎn)500m 內(nèi)崗位數(shù)量；Y2為站點(diǎn)500-1000m 內(nèi)崗位數(shù)量；Y3為站點(diǎn)1000-1500m 內(nèi)崗位數(shù)量；Y4為站點(diǎn)1500-3000m 內(nèi)崗位數(shù)量；B1為站點(diǎn)500m 內(nèi)崗位數(shù)量系數(shù)；B2為站點(diǎn)500-1000m 內(nèi)崗位數(shù)量系數(shù)；B3為站點(diǎn)1000-1500m 內(nèi)崗位數(shù)量系數(shù)；B4為站點(diǎn)1500-3000m 內(nèi)崗位數(shù)量系數(shù)；d 為常量。

從結(jié)果來(lái)看，早高峰小時(shí)進(jìn)站量與常住人口相關(guān)性顯著，而早高峰小時(shí)出站量與崗位人口相關(guān)性顯著，且后者的相關(guān)性更強(qiáng)。崗位比人口的相關(guān)性更強(qiáng)的原因在于，北京市各級(jí)就業(yè)中心用地開(kāi)發(fā)較為集中。以北京市重點(diǎn)功能區(qū)北京商務(wù)中心區(qū)為例，該功能區(qū)以商務(wù)金融等辦公功能為主，占地面積約4 平方公里，現(xiàn)狀就業(yè)崗位約30 萬(wàn)，由3 條軌道交通線(xiàn)路、6 座車(chē)站進(jìn)行服務(wù)，由于用地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度高、就業(yè)集中，軌道客流較為集中，崗位與客流關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)；北京商務(wù)中心區(qū)就業(yè)人員的居住則較為分散，主要分布于以CBD 為核心的5 公里圈層及沿地鐵1 號(hào)線(xiàn)、6 號(hào)線(xiàn)、10 號(hào)線(xiàn)軸向所在區(qū)域，相關(guān)站點(diǎn)周邊除居住功能外，通常用地混合度較高，由此造成居住與客流的關(guān)聯(lián)性相對(duì)較弱。

早高峰小時(shí)進(jìn)站量與常住人口的相關(guān)關(guān)系中，各圈層常住人口與進(jìn)站量的關(guān)系較為接近。其中，中心大團(tuán)的進(jìn)站量與500m 內(nèi)常住人口最為相關(guān)，邊緣集團(tuán)及新城地區(qū)車(chē)站進(jìn)站量與500-1000m 常住人口最為相關(guān)。其主要原因在于，軌道在多點(diǎn)新城多沿快速路或主干路敷設(shè)，道路較寬，車(chē)站與用地聯(lián)系較差，因此新建線(xiàn)路在新城內(nèi)的路由選擇應(yīng)更為慎重，應(yīng)加強(qiáng)軌道與用地的一體化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。

早高峰小時(shí)車(chē)站出站量與各圈層崗位數(shù)量的相關(guān)性集中于1000m 范圍內(nèi)。中心大團(tuán)和邊緣集團(tuán)地區(qū)出站量與500m 內(nèi)崗位最為相關(guān)；新城地區(qū)出站量與500m 內(nèi)和500-1000m 內(nèi)崗位均較為相關(guān)。其主要原因在于，中心城區(qū)功能區(qū)與軌道關(guān)系結(jié)合較為緊密，新城地區(qū)崗位布局較為分散，建議新城地區(qū)加強(qiáng)崗位圍繞軌道交通站點(diǎn)布局。

5、研究結(jié)論及建議

本文以2019年4月北京市軌道交通數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，考慮軌道站點(diǎn)的步行可達(dá)性，分析了軌道站點(diǎn)進(jìn)出站客流的主要影響因素，通過(guò)多元回歸，擬合不同區(qū)位車(chē)站早高峰小時(shí)進(jìn)出站量與分圈層人口崗位的相關(guān)性。本文研究對(duì)于從定量角度支撐軌道站點(diǎn)客流預(yù)判及規(guī)劃選址，同時(shí)支撐站點(diǎn)周邊用地布局具有重要意義。根據(jù)研究結(jié)果建議如下：

（1）研究結(jié)果表明，軌道客流與站點(diǎn)周邊人口、崗位呈正相關(guān)關(guān)系，因此，加強(qiáng)軌道與用地的協(xié)調(diào)對(duì)提升城市運(yùn)行效率、綜合交通運(yùn)行水平、軌道交通客流效益均具有重要意義。在城市規(guī)劃和軌道交通規(guī)劃中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)軌道交通引領(lǐng)，研究將城市功能、資源向軌道站點(diǎn)周邊聚集，不斷提升軌道與用地融合水平。

（2）應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)軌道與站點(diǎn)周邊空間的精細(xì)化處理，如通過(guò)站點(diǎn)周邊交通設(shè)施的小微改善，路網(wǎng)加密、接駁優(yōu)化、時(shí)序匹配等措施，提高軌道交通服務(wù)水平，將理論研究落實(shí)到實(shí)踐之中。

（3）后續(xù)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)軌道與用地的規(guī)律特征分析，考慮更多因素，通過(guò)綜合化、系統(tǒng)化的研究進(jìn)一步深化軌道與用地協(xié)同發(fā)展理論體系，實(shí)現(xiàn)軌道引導(dǎo)城市發(fā)展。